书城工业微型航天器:航模(征服太空之路丛书)
2998800000002

第2章 梦想伴着航模飞(2)

可以这么说,凭着它独特的魅力,航模正在越来越多地出现在人们的视野之中,越来越深远地进入到了青少年的校园生活和心灵空间。

玩航模玩出高素质

在国家教育部组织实施的全国中小学生课外文体活动工程“体育、艺术2+1”“体育、艺术2+1”:让每个学生在九年义务教育阶段能够掌握两项运动技能和一项艺术特长,为学生的全面发展奠定良好的基础。项目中,体育项目共16项,航空模型便是其中一项。而由国家教育部、国家体育总局组织,高等教育出版社出版的《航空模型》(中、小学版)教材,也于2006年10月份正式发行。

然而,玩航模不仅仅是课外活动,而且还是青少年航空国防教育的重要组成部分。美国是最早开展航空模型运动的国家之一。早在1913年,许多地方就建立了民间航模团体和举办航模比赛。1936年成立全国性的组织美国航空模型学会(AMA)。AMA虽然是纯粹的民间团体,但其组织的航空模型活动却受到社会的重视和政府的支持。在美国,全国航空模型比赛是一件大事:空军提供设施和接待人员,高级将领把主持比赛视为很高的荣誉;甚至总统也要亲自祝贺。1985年全美第59届航空模型比赛,收到了美国总统里根的贺信,信中说:“航空模型运动已经繁荣了60多年。你们从事的活动既富于乐趣,又有教育意义。爱好这项活动的人所能学到的东西,远不止如何放飞和维护他们的模型飞机。我完全相信,参加比赛的许多年轻人U-2高空侦察机的设计者克劳,今后将会成为飞行员,航空工程师或其他专业人员中的佼佼者。他们将使美国在航空科学和技术方面保持领先地位。”里根执政时期,美国政府还提出“雏鹰计划”,开展百万青少年航空活动,每个孩子都要做一次航模,其目的就是要培养21世纪的航空人才。历史证明美国在这方面是成功的。如U-2飞机的设计者约翰逊,当年就是航模运动中的佼佼者,而且他在13岁时就曾出版了一本航空设计的书。

前苏联政府也曾大力开展航空模型运动,他们提出过一个非常著名的口号——苏-27战斗机“从航模到滑翔,从滑翔到飞行”,甚至要求每个学校都应该成立航空模型小组。正因为重视航空模型运动,他们才拥有了人类第一次飞向太空的宇航员加加林,他们设计出了世界上最优秀的战斗机——苏-27,他们还拥有在太空中运行时间最长的“和平”号空间站。后来的俄罗斯继承了前苏联倡导航空模型运动的传统。

我们国家同样重视对青少年的航空航天知识教育。早在1998年召开的全国首届航空航天科普教育研讨会上,就有学者指出:“要发展我们的航空航天事业,也需要从娃娃抓起。”对广大青少年进行航空航天科普教育,是我国经济发展和现代国防建设的客观需要。

采取多种形式开展航空航天科普活动,寓教育于娱乐之中,不仅给予青少年航空航天科普知识教育,而且还能发挥理想教育、爱国主义教育、智力启发教育和手脑并用教育的作用,使青少年从小热爱航空航天,长大成为中国航空航天事业的栋梁,或其他各行各业的骨干。校园航模活动的开展,无疑是上述多种形式中不可或缺、而且尤为重要的一种。

此外,开展科技竞赛的航模活动还是推行素质教育的有效途径之一。在全面推进素质教育的今天,一名学生不仅要具备丰富的课本知识,更重要的是在此年龄段培养健全的人格、稳定的情绪以及解决困难、面对挫折的能力和勇气。实际上,参加航模活动远远不止买一架模型飞机那么简单,从拼装、飞行、摔机到改装,一个孤独的航模爱好者可能会经历重重心理困境,在教练和同伴的指导、帮助和支持下,逐步突破知识关、技巧关、心理关,然后才可能成为一名航模高手。

近年来,在国家体育总局、教育部、中国科协、共青团中央和全国妇联五部委的倡导下,倍受青少年欢迎的航空、航天、航海、无线电模型、四驱车模型等科技模型竞赛活动,正在全国很多地区红红火火地开展起来。航模活动形式多样,内容丰富多彩,对锻炼青少年动手动脑能力,培养创新精神和创新能力,促进全面素质的提高,有着十分积极的作用。

知识点苏-27

苏-27是前苏联苏霍伊设计局研制的单座双发全天候空中优势重型战斗机,机长21.935米,翼展14.7米,机高5.932米,最大起飞重量29000千克,装有两台推力为12500千克的涡扇发动机,总推力25000千克,作战半径1500千米。主要任务是国土防空、护航、海上巡逻等。北约组织给予它的绰号是“侧卫”。

该机于1969年开始研制,1977年5月20日首飞,1979年投入批量生产,1985年服役。该机采用翼身融合体技术,悬壁式中单翼,翼根外有光滑弯曲前伸的边条翼,双垂尾正常式布局,楔型进气道位于翼身融合体的前下方,有很好的气动性能,进气道底部及侧壁有栅型辅助门,以防起落时吸入异物。全金属半硬壳式机身,大量采用铝合金和钛合金,机头略向下垂,传统三梁式机翼。

航模运动益处多

航空模型运动是一项高品位的健身运动,一般包括制作、放飞和比赛三种方式,也可以划分为三个阶段。制作活动的任务是完成模型制作和装配。

可以培养青少年的劳动观点、劳动习惯和劳动技能,使他们学会使用工具、识别材料、掌握加工过程和得到动手能力的训练。放飞是青少年更加喜爱的活动,成功的放飞,可以大大提高他们的兴趣。放飞要遵循放飞的程序,掌握飞行调整的知识。比赛可以把活动推向高潮,优胜者受到鼓舞,信心十足,失利者或得到教训,或不服输而憋足劲头,这是引导学生总结经验,激发创造性和不断进取精神的好形式。参加大型比赛能使他们得到极大的锻炼而终生不忘。

航空模型运动中蕴涵着启迪性和创造性,青少年在教练的指导下,依靠自己的努力,学习许多课堂上学不到的知识,在制作完成一架模型以后,就想自己设计新的模型,不需要死记硬背,不需要“填鸭”式的灌输,智慧在不断的思考和创造中得到启发和升华。

航空模型运动要求所有的参与者要具有思维方法上的辨证性、整体性和严谨的科学性。“麻雀虽小,五脏俱全”,模型飞机也是一个整体,牵一发而动全身。如弹射模型飞机、自由飞模型飞机都要经过高速爬升和低速滑翔两个阶段,所以在设计制作过程和调整试飞过程中必须全面考虑这两个阶段不同的受力方法和解决办法。又如,重量与强度和刚度这一对矛盾在模型飞机上十分突出,必须在这二者中取一最佳方案。从模型飞机的设计开始到良好的飞行和比赛为止,参考者可谓集工程师、工艺师、技师与运动员于一身。因此,航空模型运动培养了参与者在思想方法上的辨证性。在设计中的一个细小失误便会使制作出来的模型性能变差;制作工艺上稍微有粗糙感便会导致结构变形,一丝不苟的科学态度,辨证、全面的思维方法是航模运动员的必备素质。

航空模型活动的实践性是很突出的。参加航模活动的青少年要亲自制作和装配模型飞机,亲自检查和调整,亲自放飞和维修模型飞机,做好这些工作需要开动脑筋,手脚勤快,从而有利于培养人的独立工作能力,养成一切从实际出发和注重实际效果的工作作风。

动手做是航空模型运动的基础。在航模活动中要学会制图、木工、粘接、复合材料加工、表面处理、油漆、电工、电子以及车、钳、刨、铣、磨等综合技能,因此航模运动的参与者动手能力强,基本技能扎实是有目共睹的。航模运动的全过程,即设计——制作——飞行,尤其是通过飞行训练和对飞行性能的反馈能不断提高人的“心智技能”。

你追我赶的竞争性和体能训练是航空模型活动中的一个重要组成部分。竞赛时每个人都希望自己的模型能够飞出好成绩,创造新记录,这就使航空模型活动具有强烈的竞争性。

初学者怎样选购模型飞机

初学者应选购安定性好,速度慢,易操纵的飞机。一般可选择上单翼机。选择时应注意:

1.飞机尺寸适中,不能太大也不能太小。翼展一般选择在1200~1260毫米左右,太大或太小对横侧安定性都有影响,主翼面大约在25平方分米左右为好。

2.在发动机方面,一般选用20级的飞机模型比较好。模型飞机的大小级别一般按照发动机工作容积的大小来区分。20级飞机模型有一定的剩余马力,外形尺寸也适合,安定性好,有一定的抗风能力,模型飞起来比较轻松。25级的马力更充足,适合技术稍微熟练的人使用。15级的飞机过小,拉力较小,安定性相对差一些,飞起来比较吃力,不适合刚入门的爱好者使用。而25级以上的飞机过大,虽然各方面性能好一些,但会增加初学者的紧张情绪以致出现技术失误,因此也不宜作为入门选择的机型。

3.重量轻,一般情况下除去发动机及遥控设备后,空机重量(含零件和起落架等)不应超过600克,全机最大飞行重量不应超过1350克。如果重量过大,拉力不够,翼载荷偏高,飞起来吃力,停车下沉较快。

4.结构合理,强度要高。由于在飞行中,模型飞机受力很大,如果强度不够,很容易发生解体或结构损坏等问题,从而发生危险事故。因此,在挑选模型飞机时,一定要握住机翼或机身两头以相反方向的力拧一拧扳一扳,如果没有变形说明强度最好。另外,尽管爱好者可能没有什么经验,也要凭自己的客观分析,查看一下机体内部的结构设计是否合理,做工是否精细。好的模型飞机的结构应做到尽量减轻结构重量而又要有足够的强度,在一些振动受力大的地方,一定要有加强措施使其牢固,如机身加强板、翼根、翼梁等。模型飞机的做工精细与否也是一个很重要的因素,粗糙的制作工艺会直接影响模型飞机的强度。成品机中,机翼制作主要采用两种方法,一种是全木架式传统结构,它重量轻,但损坏后修补困难;另一种是采用泡沫塑料为内蕊,在外部包上木片的结构方式。这种方式强度很高,经得住一般的碰撞,但重量要大得多,所以如果在能保证重量的情况下,初学者应选择后者的这种生存能力高的机翼套件。

5.机翼的翼型最好选择平凸型,这种翼型的机翼在飞行时升力大而速度相对较慢,滑翔性能好,适合初学者入门练习使用。

6.选择机翼的形式,大上反角的机翼比小上反角的机翼横向安定性更好,比较适合初学者使用。现在的练习机,其机翼分为有副翼和无副翼两种,前者一般采用大上反角,用方向舵转弯,安定性最好,最容易被初学者接受,但不能作特技动作,涉及更新换代的问题。而后者多采用小上反角的机翼,操纵灵活,又能做出一些动作,而且原理也和真飞机相同,操纵起来更有乐趣。不过对于初学者来说,第一次就用这样的飞机来飞行会感到困难。所以要根据个人喜好作出选择。

直升机与飞机的区别

不可否认,直升机和飞机有些共同点。比如,都是飞行在大气层中,都重于空气,都是利用空气动力的飞行器。但相较于飞机,直升机有诸多独有特性。

首先,直升机的飞行原理和结构与飞机有很大不同。飞机靠它的固定机翼产生升力,而直升机是靠它头上的桨叶(旋翼)旋转产生升力。大刀式的旋翼也是直升机最显眼的地方,一般由2~5片桨叶组成一副,由1~2台发动机带动,看起来很像我国民间的一种玩具——竹蜻蜓。其实正是竹蜻蜓给直升机的发明提供了启示。从结构上来看,直升机主要由旋翼、机身、发动机、起落装置和操纵机构等部分组成,根据旋翼副数,分为单旋翼式、双旋翼式和多旋翼式。单旋翼式直升机尾部还装有抗扭螺旋桨,用以平衡单旋翼产生的反作用力矩和控制直升机的转弯。

其次,直升机的成长经历及子孙后代与飞机不同。直升机发明之初一度被冷落,其实际使用和成批投产远远落后于飞机。直到第二次世界大战后直升机才得到发展。尤其是20世纪60年代以来,直升机的生产和使用规模不断扩大,其性能和使用寿命也有了很大的改进和提高。现在已形成了一个庞大的直升机家族。拿武装直升机来说,已经发展了3代,有反坦克、反舰、反潜、火力支援、空战等不同种类。以美国为首的北约和俄罗斯军队的主战直升机都属于第3代,主要有美国的AH-64A“阿帕奇”、AH-1S“休伊”、RAH-66“科曼奇”,俄罗斯的米-28“浩劫”、卡-50“噱头”,英国的“战场山猫”,法国的AS565M“黑豹”以及德、法联合研制的PAH-2“虎”式攻击直升机等。

最后,直升机经常在关键时刻挺身而出,承担其他飞行器难以完成的艰巨任务,特别在军事上有广泛的用途。

空中“奇兵”——直升机有自己独特的战术性能:机动性强,不受地形条件的限制。使用直升机,可以在短时间内,将部队从一个战场调到另一个战场;也可以使部队迅速地分散或集中,以减小敌人核袭击造成的损失;还可以帮助部队顺利地越过放射性污染区、燃烧地带以及工程障碍等,进行大范围的空中机动。